一種具有混合htl的量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及量子點(diǎn)發(fā)光二極管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]量子點(diǎn)發(fā)光二極管(QLED)是一種以量子點(diǎn)發(fā)光材料為核心的新型顯示技術(shù)，它具有發(fā)光顏色純，亮度高，可溶液加工，成本低廉等一些列優(yōu)點(diǎn)，因而受到了廣泛的關(guān)注。常見(jiàn)的QLED器件結(jié)構(gòu)如圖1所示，它由ITO陽(yáng)極10，空穴注入層(HIL)ll，空穴傳輸層(HTL)12，量子點(diǎn)發(fā)光層(QDs)13，電子傳輸層(ETL)14，電子注入層(EIL)15及金屬陰極(Cathode)16組成。在未使用任何光取出技術(shù)的情況下，目前單色QLED的外量子效率已超過(guò)20%，使用壽命也已超過(guò)100000小時(shí)。然而，盡管QLED的進(jìn)步十分明顯，但其中仍有很多問(wèn)題并未徹底解決，嚴(yán)重制約著QLED繼續(xù)向前發(fā)展。眾所周知，QLED中空穴的注入/傳輸效率遠(yuǎn)低于電子的注入/傳輸效率，這就造成了器件中電子空穴的不平衡，一方面它會(huì)導(dǎo)致載流子的積累，進(jìn)而影響器件的壽命，另一方面也會(huì)引起量子效率的損失，影響發(fā)光性能。圖2為傳統(tǒng)QLED中電荷傳輸?shù)氖疽鈭D，如圖2所示，從左至右依次為:ΙΤ0陽(yáng)極20，空穴注入層(HIL) 21，空穴傳輸層(HTL) 22，量子點(diǎn)發(fā)光層(QDs)(第一量子點(diǎn)殼23、第二量子點(diǎn)殼25和量子點(diǎn)核24)，電子傳輸層(ETL)26，電子注入層(EIL)27及金屬陰極(Cathode)28組成。從能級(jí)的角度來(lái)看，造成空穴注入/傳輸效率低下的主要原因是作為量子點(diǎn)發(fā)光層(第一量子點(diǎn)殼23、第二量子點(diǎn)殼25和量子點(diǎn)核24)的量子點(diǎn)材料(QDs)的價(jià)帶(VB)太深(低于_6.5eV)，而一般的空穴傳輸層22 (HTL)材料的HOMO能級(jí)要高于_5.5eV，當(dāng)空穴由HTL22向量子點(diǎn)發(fā)光層的價(jià)帶注入時(shí)遇到的能量勢(shì)皇太大，導(dǎo)致空穴在HTL22與量子點(diǎn)發(fā)光層之間的界面處積累嚴(yán)重。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，很多研究者都將經(jīng)歷集中在開(kāi)發(fā)新的HTL材料上，這種新的HTL必須保證具有足夠深的HOMO能級(jí)，且同時(shí)需要具有很高的空穴迀移率。然而，目前已有的降低材料HOMO能級(jí)的技術(shù)都會(huì)將材料的LUMO能級(jí)同時(shí)降低，LUMO能級(jí)降低意味著其電子阻擋能力的減弱，會(huì)造成器件的發(fā)光光譜不穩(wěn)定，且具有較大的漏電流。同時(shí)，有機(jī)半導(dǎo)體材料有較高的載流子迀移率意味著其結(jié)構(gòu)規(guī)整度(共軛度)較高，這對(duì)于制備深HOMO能級(jí)的HTL來(lái)說(shuō)也是不利的。因此，目前還沒(méi)有人研發(fā)出同時(shí)具有深HOMO能級(jí)與高空穴迀移率的HTL材料。
[0004]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有QLED中的空穴注入/傳輸制約QLED器件性能，及制備多種獨(dú)立HTL層帶來(lái)的工藝難度和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下: 一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，自下而上依次包括:陽(yáng)極，空穴注入層，混合空穴傳輸層，量子點(diǎn)發(fā)光層，電子傳輸層，電子注入層及陰極；其中，所述混合空穴傳輸層的材料是由兩種或者兩種以上具有不同功能的空穴傳輸層材料共混后溶解于溶劑中獲得。
[0007]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述混合空穴傳輸層的材料是由高空穴迀移率的第一空穴傳輸層材料、較深HOMO能級(jí)的第二空穴傳輸層材料、梯度HOMO能級(jí)的第三空穴傳輸層材料、電子阻擋材料四種中的兩種或兩種以上共混后溶解于溶劑中獲得；所述高空穴迀移率指的是空穴迀移率大于10 3cm2V 'S \所述較深HOMO能級(jí)指的是HOMO能級(jí)低于-5.5eVo
[0008]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述第一空穴傳輸層材料為T(mén)FB。
[0009]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述第二空穴傳輸層材料為PVKo
[0010]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述空穴注入層的材料為PED0T:PSS、Mox0ySWx0y。
所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述量子點(diǎn)發(fā)光層的材料為I1-V族化合物半導(dǎo)體、πι-ν族化合物半導(dǎo)體或ιν-νι族化合物半導(dǎo)體。
[0011]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述電子傳輸層的材料為η型氧化鋅。
[0012]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述電子注入層的材料為Ca或
Ba0
[0013]所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管，其中，所述陰極的材料為A1或Ag。
[0014]一種如上任一所述的具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法，其中，包括步驟:
A、沉積空穴注入層于陽(yáng)極上；
B、沉積混合空穴傳輸層于空穴注入層上；其中，所述混合空穴傳輸層的材料是由兩種或者兩種以上具有不同功能的空穴傳輸層材料共混后溶解于溶劑中獲得；
C、然后沉積量子點(diǎn)發(fā)光層于混合空穴傳輸層上；
D、接著依次沉積電子傳輸層和電子注入層于量子點(diǎn)發(fā)光層上；
E、最后沉積陰極于電子注入層上，得到量子點(diǎn)發(fā)光二極管。
[0015]有益效果:本發(fā)明混合空穴傳輸層的材料是由兩種或者兩種以上具有不同功能的空穴傳輸層材料共混后溶解于溶劑中獲得，這種混合空穴傳輸層同時(shí)具備了每種空穴傳輸層材料的優(yōu)勢(shì)，從而解決了現(xiàn)有QLED中的空穴注入/傳輸問(wèn)題，同時(shí)也解決了因分別制備多種獨(dú)立HTL層帶來(lái)的工藝難度和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)的QLED器件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為傳統(tǒng)的QLED器件的電荷傳輸?shù)牟灰鈭D。
[0018]圖3為本發(fā)明一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0019]圖4為本發(fā)明的混合空穴傳輸層中含有多種空穴傳輸層材料的QLED器件另一較佳實(shí)施例的電荷傳輸?shù)氖疽鈭D。
[0020]圖5為T(mén)FB的結(jié)構(gòu)式。
[0021]圖6為PVK的結(jié)構(gòu)式。
[0022]圖7為本發(fā)明一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管又一較佳實(shí)施例的電荷傳輸?shù)氖疽鈭D。
[0023]圖8為本發(fā)明一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管的制備方法較佳實(shí)施例的流程圖。
[0024]圖9為本發(fā)明一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管又一較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]本發(fā)明提供一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0026]請(qǐng)參閱圖3，圖3為本發(fā)明一種具有混合HTL的量子點(diǎn)發(fā)光二極管較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，其自下而上依次包括:ΙΤ0陽(yáng)極30，空穴注入層31，混合空穴傳輸層32，量子點(diǎn)發(fā)光層33，電子傳輸層34，電子注入層35及陰極36。其中，所述混合空穴傳輸層32的材料是由兩種或者兩種以上具有不同功能的空穴傳輸層材料共混后溶解于溶劑中獲得。
[0027]與傳統(tǒng)QLED相比，本發(fā)明將傳統(tǒng)的一層或多層HTL換成一層混合HTL，在本發(fā)明混合HTL中含有兩種或者兩種以上具有不同功能的空穴傳輸層材料，這種混合HTL能夠有效解決QLED中空穴傳輸/注入效率制約QLED器件性能的問(wèn)題，及制備多種獨(dú)立HTL層帶來(lái)的工藝難度和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
[0028]優(yōu)選地，本發(fā)明所述混合空穴傳輸層的材料可以是由高空穴迀移率的第一空穴傳輸層材料、較深HOMO能級(jí)的第二空穴傳輸層材料、梯度HOMO能級(jí)的第三空穴傳輸層材料、電子阻擋材料四種中的兩種或兩種以上共混后溶解于溶劑中獲得；所述高空穴迀移率指的是空穴迀移率大于10 3Cm2V 1S \所述較深HOMO能級(jí)指的是HOMO能級(jí)低于_5.5eV。即本發(fā)明混合空穴傳輸層的材料包括但不限于由高空穴迀移率的第一空穴傳輸層材料與具有較深HOMO能級(jí)的第二空穴傳輸層材料的共混后溶解于溶劑中獲得，還可以包括其它具有獨(dú)立功能的空穴傳輸層的材料共混后溶解于溶劑中獲得。圖4為本發(fā)明的混合空穴傳輸層中含有多種空穴傳輸層材料的QLED器件另一較佳實(shí)施例的電荷傳輸?shù)氖疽鈭D。如圖4所示，從左至右依次為:ΙΤ0陽(yáng)極40，空穴注入層(HIL)41，混合空穴傳輸層(混合HTL)42，量子點(diǎn)發(fā)光層(QDs) 43，電子傳輸層(ETL) 44，電子注入層(EIL) 45及金屬陰極(Cathode) 46組成，其中，所述混合空穴傳輸層42的材料由第一空穴傳輸層材料421、第二空穴傳輸層材料
422......及第η空穴傳輸層材料423組成，其中，η彡3，η為自然數(shù)。即所述混合空穴傳輸層的材料中可同時(shí)含有高空穴迀移率的第一空穴傳輸層材料、具有較深HOMO能級(jí)的第二空穴傳輸層材料以及具有其它功能的空穴傳輸層材料，這種混合HTL可以同時(shí)具有幾種單一 HTL的優(yōu)勢(shì)。例如，所述混合空穴傳輸層的材料中還可混合有梯度HOMO能級(jí)的第三空穴傳輸層材料。本發(fā)明所述混合空穴傳輸層的材料中還可混合有電子阻擋材料。即加入一些具有梯度HOMO能級(jí)的材料，使得空穴在混合HTL中能夠以階梯傳輸?shù)姆绞街鸩阶⑷氲搅孔狱c(diǎn)發(fā)光層中，這樣能夠最大程度地增加空穴的傳輸/注入效率，另一方面，還可以向混合HTL中加入帶隙較寬的電子阻擋材料，防止電子向陽(yáng)極一側(cè)的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而將載流子限制在發(fā)光層中復(fù)合發(fā)光，以保證發(fā)光的光譜穩(wěn)定性并降低漏電流減少能耗。這種混合HTL同時(shí)具備多種HTL的優(yōu)勢(shì)，從而解決了現(xiàn)有QLED中的空穴注入/傳輸問(wèn)題，同時(shí)也解決了因分別制備多種獨(dú)立HTL層帶來(lái)的工藝難度和生產(chǎn)成本高的問(wèn)題。
[0029]例如，本發(fā)明所述混合空穴傳輸層的材料可以是由高空穴迀移率的第一空穴傳輸層材料與較深HOMO能級(jí)的第二空穴傳輸層材料共混后溶解于溶劑中獲得。優(yōu)選地，所述溶劑可以為甲苯、氯苯或二氯苯等常見(jiàn)的有機(jī)溶劑。其中，根據(jù)第一空穴傳輸層材料與第二空穴傳輸層材料種類(lèi)的不同，兩者的共混比例可以在適當(dāng)范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，共混比例可以在1:9至9:1的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明中，具有高空穴迀移率的第一空穴傳輸層材料指的是空穴迀移率大于10 3cm2V 1的第一空穴傳輸層材料。(例如，所述第一空穴傳輸層材料為 T